用于标准化评估TiO2基防晒霜渗滤物在水生环境中生态毒性的综合方法论

《Frontiers in Toxicology》：Comprehensive methodology for standardized ecotoxicological assessment of TiO2-based sunscreen leachates in aquatic environment

微纳米TiO?作为防晒剂成分在模拟人类浸入水环境中的生态毒性评估。通过多物种（细菌、藻类、甲壳类）和多重终点（发光抑制、生长抑制、活动改变）方法，发现纯TiO?活性成分对淡水藻类和海洋甲壳类具有毒性（EC50分别为0.38 mg/L和141 mg/L），而制成防晒霜后释放的TiO?浓度极低（<10 μg/L），未对任何生物产生显著毒性。提出结合防晒剂溶出模拟与多生物风险评估的创新方法，为TiO?类防晒产品的环境安全评估提供依据。

　　在当今全球日益关注环境保护与可持续发展的背景下，钛白粉（TiO?）作为广泛使用的紫外线过滤剂，其在化妆品中的应用引发了对其潜在生态毒性的深入研究。随着人类对防晒产品的依赖程度不断增加，TiO?通过直接和间接途径进入水生环境的可能性也逐渐显现。直接途径包括在游泳、潜水、冲浪等水上活动时，防晒产品中的成分通过皮肤脱落进入水体；间接途径则涉及污水处理厂对这些成分的去除效率不足，导致它们随废水排放进入自然水体。因此，研究TiO?在水生环境中的生态毒性显得尤为重要，不仅有助于评估其对生态系统的潜在影响，也为未来制定更加严格的环保法规提供了科学依据。

本研究旨在通过模拟人类在淡水和海水中的实际接触情况，提出一种基于释放液的评估方法，以更真实地反映TiO?在环境中的潜在生态风险。研究团队选取了两种常见的TiO?形式——微米级的Parsol TX和纳米级的Aerodisp W740X，并将其分别作为防晒产品的活性成分进行测试。同时，还对这两种TiO?所制备的防晒乳液进行了实验，以评估其在实际使用条件下的环境影响。实验过程中，研究人员采用了多种标准和非标准的生态毒理学测试方法，涵盖了细菌、微藻、浮游动物等多个物种，以确保测试结果的全面性和可靠性。

在实验方法上，研究人员首先对TiO?的释放浓度进行了精确测量，使用了电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）技术，确保所测得的Ti浓度具有高度的准确性。随后，通过多物种和多终点的测试方法，评估了TiO?及其释放液对水生生物的影响。其中，生物发光抑制测试用于评估TiO?对细菌的影响，而藻类生长抑制和浮游动物的活动性改变则用于评估其对微藻和浮游动物的影响。此外，研究人员还关注了浮游动物的行为变化，如游泳速度的降低，这有助于更全面地了解TiO?对水生生物的潜在影响。

研究结果显示，无论是单独作为活性成分还是作为防晒乳液的一部分，TiO?对水生生物的毒性主要体现在对微藻和浮游动物的影响上。在细菌测试中，未观察到显著的生物发光抑制效应，这表明在实际接触浓度下，TiO?对细菌的毒性较低。然而，在微藻测试中，Parsol TX表现出较高的毒性，其对淡水藻类Raphidocelis subcapitata和海水藻类Phaeodactylum tricornutum的生长抑制效应显著，尤其是在较低浓度下即可观察到明显的影响。相比之下，纳米级的Aerodisp W740X对微藻的影响则较为有限，这可能与其在水体中的聚集行为有关，导致其与藻类细胞接触的机会减少。

对于浮游动物的测试，研究发现Aerodisp W740X和Parsol TX对某些物种的活动性产生了影响，尤其是Ampibalanus amphitrite（一种海胆幼虫）和Artemia franciscana（卤虫）表现出显著的活动性降低。然而，在多数情况下，这些影响并不显著，特别是在较低浓度下。值得注意的是，研究还发现，即使是空白防晒乳液（不含TiO?），在某些情况下也对藻类生长产生了一定影响，这表明防晒产品的配方本身可能对水生生物产生间接影响，而不仅仅是TiO?本身的毒性。

从研究结果来看，TiO?的生态毒性与其在水体中的行为密切相关。在淡水环境中，由于TiO?的聚集程度较低，其生物可利用性较高，从而对藻类产生了显著的生长抑制作用。而在海水环境中，由于盐度较高，TiO?更容易聚集，导致其与藻类细胞的接触减少，因此表现出较低的毒性。这种现象为理解TiO?在不同水体中的生态行为提供了重要线索，也为后续研究提供了方向。

此外，研究还指出，防晒产品的配方设计对TiO?的生态毒性具有重要影响。在实验中，防晒乳液的释放液中Ti的浓度远低于活性成分的浓度，这表明在实际使用过程中，TiO?的释放量可能受到多种因素的影响，如产品的配方、使用方式以及环境条件。因此，仅仅评估TiO?本身的毒性可能不足以全面了解其在环境中的潜在风险，还需要考虑其在产品中的存在形式和释放条件。

本研究的发现不仅为TiO?在水生环境中的生态安全性提供了新的视角，也为化妆品行业的可持续发展提供了科学支持。随着消费者对环保产品的需求日益增长，化妆品企业正在寻求更加环保的配方设计。通过模拟实际使用条件下的释放过程，本研究为评估防晒产品对水生生态系统的潜在影响提供了一种新的方法，有助于推动化妆品行业向更加环保的方向发展。同时，研究结果也为相关政策的制定提供了依据，强调了在防晒产品设计和使用过程中，应充分考虑其对生态环境的潜在影响，以实现人与自然的和谐共生。